区段站作为铁路运输生产的基本单位,称之为“小而全”车站,汇集了大量设备,接发各类列车并办理相应的车站作业,对办理的客货运输具有重要的地位。本文考虑需占用到发场线路的调机进路及机车进路对到发线运用的影响,对到发场线路综合运用优化问题进行研究。主要内容有:(1)对区段站列车在站作业过程及内容进行了分析,在此基础上,描述了列车各项作业之间的时空接续关系。之后,在站场拓扑图建立方法的基础上各项作业的进路进行搜索。(2)构建了不同解锁条件下,到发场线路综合运用优化混合整数线性规划模型。该模型使用累积流变量描述了不解锁条件下进路解锁的实质过程,并在累积流变量的基础上对接发车作业、出入段作业、转场作业在一个体系内进行了描述。将同一列车行车作业与调车作业的冲突、不同列车行车作业与行车作业的冲突、不同列车调车作业与调车作业的冲突,更为微观细致的描述为不同列车不同作业占用车站资源的冲突。(3)设计了1个基于拉格朗日松弛的分解迭代算法。该算法结合累积流变量模型的特点,将模型的约束分为了两类,一类约束描述单一列车在站作业过程,另一类描述列车之间占用车站资源的冲突关系;在此基础上,使用拉格朗日乘子建立到发场线路综合运用优化问题的松弛对偶问题;并将原问题及松弛对偶问题分解为了多个单个列车在站作业进路子问题;设计了基于动态规划的时空最短路求解算法对子问题进行求解,并将松弛对偶问题的解作为原问题的下界,将通过启发式规则获得的原问题的可行解作为上界,通过次梯度的方法调整拉格朗日乘子并进行多次迭代,更新原问题的上下界,最后得到一个满意解。(4)使用一个典型的区段站布置图进行了算例设置,分别在不同解锁条件下为4个小时范围的40列车的接发车作业以及相应调车作业指派进路及进路占用时间,并通过列车到发时刻总偏移量比较得到了不同解锁条件对到发场能力的影响。